专利名称：集成电路设备时序校准的制作方法
技术领域：
本实施例总体上涉及用于在传送器和接收器之间传输数据的技术。更具体地，本实施例涉及用于提高集成电路设备数据采样的时序准确度的方法和系统。
图IA给出了图示通过接口 101传送数据信号和时钟信号的系统的框图。图IB给出了图示所接收的数据信号和采样时钟之间的相位关系的示例性时序图。图2图示了对时序校准信号执行的“眼开(eye-opening)”技术和“模糊中值(fuzz-median) ” 技术。 图3图示了当前被应用于校准信号时导致双峰分布误差的模糊中值技术。图4A图示了用于对校准信号执行模糊中值时序校准的技术。图4B图示了对图4A所描述的技术进行改进的修改技术。图5图示了用于对具有单种数据模式的校准信号执行模糊中值时序校准的技术。图6图示了基于具有不同基准电压的两个数据采样器所计算的模糊中值来确定最差情况的时序中心的技术。图7给出了图示包括至少一个存储器控制器以及至少一个存储器设备的存储器系统的实施例的框图。
具体实施例方式给出以下描述以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明，并且在特定示例应用及其要求的背景下提供。对所公开实施例所进行的各种修改对于本领域技术人员将是轻易地显而易见的，并且这里所定义的一般原则可以被应用于其它实施例和应用而并不背离本发明的精神和范围。因此，本发明并不局限于所示出的实施例，而是取决于与权利要求相一致的最宽泛范围。以下描述给出了用于集成电路设备中的时序校准的各种示例方法和装置。在特定实施例中，执行两个单独的时序校准运行(run)。在第一校准运行期间，基于上升沿转变(或下降沿转变)在时序基准中确定第一时序位置。在第二校准运行期间，基于下降沿转变(或上升沿转变)在时序基准中确定第二时序位置。第一时序位置和第二时序位置随后被用来得出时序偏移，该时序偏移随后被用于在集成电路设备处对数据进行采样。在数字系统中的高速数据信令期间，数据信号通过高速通道从传送集成电路(IC)设备传送至接收IC设备。更具体地，图IA给出了图示通过接口 101传送数据信号和时钟信号的系统100(例如，用于芯片对芯片通信)的框图。系统100包括通过接口 101相耦合的第一 IC设备102和第二 IC设备104，该接口 101进一步包括数据通道106和时钟通道107。IC设备102可以进一步包括数据传送器108和时钟传送器109，而IC设备104可以进一步包括数据接收器110和时钟接收器111。在芯片对芯片通信的期间，IC设备102生成数据信号112，其随后由数据传送器108通过数据通道106进行传送。IC设备102还可以生成时钟信号113，其随后由时钟传送器109通过时钟通道107进行传送。数据信号112被IC设备104上的数据接收器110接收作为所接收的数据信号112’，而时钟信号113则被IC设备104上的时钟接收器111所接收。即使原始数据信号112在传送器108处是“干净(clean)”的，所接 收的数据信号112’也会由于符号间干扰(ISI)、抖动或接口 101中诸如有损数据通道106之类的其它噪声源而变为“带噪声的(noisy) ”。为了解析在IC设备104上的原始数据信号112，带噪声数据信号112’被采样电路进行采样，该采样电路在图IA的情况下为采样电路114。注意，在基于双倍数据速率(DDR)的系统中，采样电路114可以包括两个数据采样器以在采样时钟交替的上升沿和下降沿对所接收的信号112’进行采样，其中一个数据采样器被用于上升沿而另一个数据采样器则被用于下降沿。将这两个数据采样器分别称作“偶数数据采样器”和“奇数数据采样器”。因此，当偶数数据采样器被用于上升沿时，奇数数据采样器就被用于下降沿。可替换地，当偶数数据采样器被用于下降沿时，奇数数据采样器就被用于上升沿。对于配备有两个数据采样器的基于SDR的系统而言，当两个数据采样器被单独用于诸如时钟信号或探测(strobe)的时序基准的交变周期上时，“偶数数据采样器”和“奇数数据采样器”可以被用来指代这两个数据采样器。采样电路114接收数据信号112’和采样时钟116，其中采样时钟116中的时钟边沿确定进行采样时的时序位置。注意，在一些实施例中，采样时钟116可以被探测信号所替代，并且能够直接来自于IC设备104之外的源，诸如来自IC设备102或另一个外部时钟源的时钟信号113，或者可以来自于IC设备104上诸如PLL或DLL之类的时钟生成电路。还注意到，链路106可以包括单向和双向链路。当链路106是双向链路时，数据信号还可以从IC设备104传送至IC设备102，并且在这种情况下，IC设备102和IC设备104中的每一个都可以是传送设备和接收设备。图IB给出了图示所接收的数据信号112’和采样时钟之间的相位关系的示例性时序图。注意，所接收的数据信号112’包括带噪声的数据转变分区(region)，其中每个带噪声数据转变分区可以明显宽于数据信号112中的原始数据转变。将这些带噪声的数据转变分区称作“模糊带”，并且图IB中示出了三个这样的模糊带118、120和122。注意，每个模糊带由并不以给定采样相位提供正确数据的无效数据所构成。此外，在一对相邻的模糊带之间是数据眼(data eye)，其定义了用于数据采样的一致有效的数据分区，例如，模糊带118和120之间的数据眼124，以及模糊带120和122之间的数据眼126。因此，为了读出有效数据，采样时钟116中的时钟边沿提供在相对应的数据眼中。此外，为了使得信号读出最大化，时钟信号需要与经常被称作“时序中心”的数据眼的中心基本上对准。虽然图IB图示了 DDR时钟方案，但是本技术并不局限于基于DDR的系统。通常，本技术的实施例可以被应用于基于单倍数据速率(SDR)的系统、基于DDR的系统、基于四倍数据速率(QDR)的系统、基于八倍数据速率(ODR)的系统或者基于其它类型的时钟模式的系统。当系统100最初开机时，时钟边沿并不必与数据信号的时序中心对准。因此，通常在执行正常系统操作之前执行初始时序校准来实现数据和时钟之间的这种所期望的对准。此外，在正常系统操作期间，最初校准的时序关系会作为操作条件(例如，温度变化)的结果而变化。结果，可以定期对时序关系重新校准以恢复时钟边沿与时序中心所期望的对准。在系统100中，这些时序校准可以由IC设备102上的控制逻辑或IC设备104上的控制逻辑或者IC设备102和IC设备104 二者上的控制逻辑来执行。总体而言，在以下讨论中将执行这些时序校准的控制逻辑称作“时序校准逻辑”。当IC设备102是存储器控制器而IC设备104是存储器设备(例如，DRAM)时，可能希望使得存储器控制器具有时序校准逻辑并且使得存储器设备保持简单。更具体地，在写操作期间，存储器控制器能够通过改变传送时序而向存储器设备发出时序校准模式。存储器设备接收到该模式并且返回该模式的采样结果。存储器控制器随后能够基于从存储器设备所接收的结果确定适当的传送时序偏移。在读操作期间，存储器控制器使得存储器设备传送模式(通常没有时序变化)，并且存储器控制器能够随后改变其采样时钟以为其输入采样器确定最优采样点(例如，采样时序偏移)。在一些其它实施例中，时序校准逻辑可以在存储器控制器和存储器设备二者上进行划分。在这些实施例中，在写操作期间，存储器设备可以在从存储器控制器接收到校准模 式是执行二进制相位检测并且发回通过/失败信号。可替换地，存储器控制器能够发出固定校准模式并且存储器设备能够改变其采样时序(例如，通过进行扫频)并且能够在存储器设备中设置采样时序偏移而不是改变存储器控制器中的传送时序偏移。类似地，在读操作期间，存储器设备能够传送具有时序变化的模式并且存储器控制器能够利用固定时序基准对所接收的模式进行采样。在这种情况下，在存储器设备中得出传送时序偏移。例如，优选地可以在存储器控制器而不是存储器设备中对时序偏移进行校准，这是因为存储器控制器使用更快的硅工艺技术进行构造并且在典型的系统实施方式中可以有比存储器控制器更多的存储器设备。对于初始时序校准和周期性时序校准而言，两种技术都可以被用来对时序中心进行校准。这两种技术分别被称作“眼开”时序校准技术(或“眼开技术”)和“模糊中值”时序校准技术(或“模糊中值技术”)。本技术的实施例可以被应用于系统100的初始时序校准和周期性时序校准。
图2图示了对时序校准信号200执行的眼开技术和模糊中值技术。在一个实施例中，校准信号200提供了所接收的数据信号112’的一部分的特写视图，其包括模糊带118-122以及数据眼124和126。更具体地，校准信号200包括两个交叠的数据模式，它们彼此相位相差180°。校准信号200还包括多个带噪声的数据转变，其中每个带噪声的数据转变的特征在于数据模式中阴影和倾斜区域所表示的边沿分布。例如，边沿分布202对应于上升数据转变，而边沿分布204则对应于下降数据转变。校准信号200中的“模糊带”可以被定义为以上升沿分布和下降沿分布的交叉分区为中心，并且在该交叉分区的两侧延伸至边界位置的分区，其中来自该边界位置处的采样的误码率(BER)低于预先确定的BER阈值。例如，校准信号200包括三个模糊带206、208和210 (均定义在一对边界之间)，其中模糊带208包括边沿分布202和204。在下文中将模糊带的时间轴线(即，水平轴线)中的中心称作“模糊中值”。注意，模糊中值在本技术中还被定义为模糊带中该位置处的采样具有基本上相等的得到早期或晚期决策的概率的位置。一个实施例如下确定给定数据转变处的当前样本是早期决策还是晚期决策如果当前样本值适合之前的数据眼，则当前样本是早期决策；如果当前样本值适合后续的数据眼，则当前样本值是晚期据侧。数据眼被形成为一对相邻模糊带之间的开放区域，并且当使用DDR时钟时，每个数据眼对应于校准信号200中的有效数据比特。“时序中心”是数据眼的中心，在数据眼的中心能够获得基本上最优的信号读出。用于定位时序中心的眼开技术首先定位数据眼的边界，诸如数据眼212的边界216和216，在上述边界之外无法可靠采样数据眼212。该技术随后将时序中心确定为两个边界的平均位置，诸如数据眼212的时序中心220以及数据眼214的时序中心222。虽然眼开技术通常能够找出数据眼的准确时序中心，但是该技术需要传送许多测试比特以便创建最差情况下的眼开(通过将数据眼每一侧的模糊带尽可能加宽，从而数据眼的所定位边界对应于最差情况下的异常值)。然而，使用大量数据比特会涉及到相对长的校准过程。模糊中值技术试图首先定位两个相邻数据眼之间的模糊带的模糊中值。在一个实施例中，为了找到模糊中值，时序校准逻辑在模糊带(诸如模糊带208)内进行采样并且例如使用开关式(bang-bang)相位检测器收集转变序列上的早期/晚期决策。在执行时序校 准的同时，时序校准逻辑对模糊带内的采样位置进行持续调节直至早期/晚期统计产生了基本上相同数量的早期和晚期决策。一旦定位了模糊中值(例如，模糊终止224)，就能够通过对所定位的模糊中值简单地加上90°相移来获得时序中心。注意，模数中值技术经常忽略了最差情况下的异常值，并且因此需要较少的测试比特和较短的校准时间，但是与眼开技术相比会较不准确，并且在许多时钟系统中能够以良好的准确性生成90°相移。注意，图2图示了执行模糊中值时序校正的理想情形，其中假设采样操作使用接收基本上等于零的基准电压Vref 226的采样器。这里，还假设用于时序校准的校准信号200(在两种数据模式中)具有50/50的占空比。基于这些假设，模糊带内的时序校准将定位实际的模糊中值。图3图示了在应用于校准信号300时导致双峰分布误差的模糊中值技术。与校准信号200类似地构建的校准信号300包括模糊带302，其进一步包括上升沿分布304和下降沿分布306。在图3的示例中，用来搜索模糊带302的模糊中值的采样器与基准电压V,ef308相关联，其具有距零偏移位置311的非零V,ef偏移310。由于该偏移，V,ef 308在上升沿和下降沿分布304和306相互分离的位置处截断模糊带302，从而产生了双峰分布。结果，当在执行模糊中值技术的同时对模糊带302进行采样时，该采样器的时钟边沿会锁定至这两个分布之间的任意时间。在任意这样的时间，采样器将把所有的下降转变认为是(转变之后所采样的)晚期样本，并且因此两个分布之间的任意时间都满足该模糊中值技术。所检测的模糊中值中的这种不确定性导致了被称作“双峰分布误差”的时序校准误差。注意，即使在VMf偏移为零时，占空比失真①⑶)也能够被添加至双峰分布误差。这是因为在周期性数据模式中存在DCD效应时，数据模式的每个周期变为长脉冲加上短脉冲，并且两个这样的波形不会在波形(在垂直方向中)的中间相互交叉。典型地，VMf偏移量对双峰分布误差的主要部分有所贡献，而DCD效应则对双峰分布误差的较小部分有所贡献。以下能够找到关于对作为这两种问题的结果的双峰分布误差进行校正的更多细节。图4A图示了依据实施例的用于执行模糊中值时序校准的技术。与校准信号300类似地构建的校准信号400包括两个数据模式402和404。在图4A中，使用不同阴影以区分这两个数据模式。在当前实施例中，数据模式404是数据模式402的相位反转版本，并且两个数据模式具有180°的恒定相位差。在一个实施例中，数据模式402和404是时钟信号。虽然图4A图示了数据模式402和404在时间上相互交叠，但是当前所描述技术的一些实施例在不同时间传送两个数据模式以使得它们在没有交叠的不同时间被接收和采样。在这些实施例中，图4A中所示的交叠是出于说明两个数据模式之间的相位关系的目的，而并非意在建议两个数据模式被同时传送。虽然数据模式402和404中的每一个都被示为具有50/50的占空比并且在数据周期的两个半部之间近乎完全对称，但是DCD效应会导致这些数据模式中的失真。这些失真会导致两个相邻的数据眼具有不同宽度并且数据脉冲的上升和下降转变具有不同的斜率。因此，本技术的实施例可以等同地应用于受到D⑶效应影响的校准信号。在一个实施例中，在所提出的时序校准操作期间仅使用一个数据采样器对校准信号400进行采样。在使用偶数数据采样器和奇数数据采样器来解析所接收的数据信号的、基于DDR的系统中，可以在该实施例中使用偶数或奇数数据采样器。在该实施例中所使用 的单个数据采样器在下文中被称作“偶数采样器”。注意，该“偶数采样器”可以是偶数数据采样器或奇数数据采样器。由于偶数数据采样器和奇数数据采样器在上文被定义为可互换地使用，所以术语“偶数采样器”被用作两种采样器之一的标识符。在仅使用单个数据采样器的系统中，术语“偶数采样器”被用作该单个数据采样器的标识符。在图4A的示例中，被用来对校准信号400进行采样的偶数采样器与基准电压Vref406相关联，基准电压V,ef 406具有距零偏移位置410的非零V,ef偏移408。此外，由于该偏移，Vref 406在出现双峰分布分离的位置处截断校准信号400中的模糊带(例如，模糊带412)。结果，基于模糊中值技术在模糊带412中的采样将可能导致双峰分布误差。在一个实施例中，执行两个单独的时序校准运行。在第一校准运行期间，首先在接收器处接收数据模式402，并且随后使用采样器基于上升沿分布或下降沿分布来确定数据模式402中的第一时序位置。更具体地，时序校准逻辑使用结合图2所描述的模糊中值技术来确定第一模糊中值。虽然图4A图示了在数据模式402的下降沿分布内采样并确定第一模糊中值的情形，但是其它实施例能够在数据模式402的上升沿分布内寻找第一模糊中值。由于模糊带412仅包括下降沿分布(在第一校准运行期间并不存在上升沿分布)，所以模糊中值技术将专门地在下降沿分布中确定模糊中值414。注意，模糊中值414并不是模糊带412的真实模糊中值416。假设位置418是第一校准运行的初始采样位置。从下降沿分布所获得的该第一时序位置被称作Even (fall) Even (fall)通常表示从位置418到模糊中值414的偏移。在第二校准运行(其可以在第一校准运行之前或之后执行)期间，在接收器处接收数据模式404，并且使用偶数采样器以基于上升沿分布或下降沿分布确定数据模式404中的第二时序位置。然而要注意的是，如果第一时序校准在下降沿分布上执行，则第二时序校准就必须在上升沿分布上执行，或者反之亦然。更具体地，时序校准逻辑使用结合图2所描述的模糊中值技术来确定第一模糊中值。图4A图示了在数据模式404的上升沿分布内采样并确定第二模糊中值的情形，这是因为在数据模式402的下降沿分布中所确定第一模糊中值。如图4A所示，由于模糊带412仅包括上升沿分布(在第二校准运行期间并不存在下降沿分布)，所以模糊中值技术将专门地在上升沿分布中确定模糊中值420。注意，模糊中值420并不是模糊带412的真实模糊中值416。假设位置418还是第二校准运行的初始采样位置。从上升沿分布所获得的该第二时序位置被称作Even (rise)，Even (rise)通常表示从位置418到模糊中值420的偏移。一旦已经在双峰分布中定位了两个模糊中值，就能够因为模糊带412的对称性而在模糊中值414和模糊中值420的中间定位模糊带412的真实模糊中值416。在一个实施例中，通过对模糊中值414和420取平均值而获得中值416，其可以被表达为Average[Even(fall), Even (rise)]。从硬件角度来看，时序校准的输出Average [Even (fall), Even (rise)]表示模糊中值416和未校准采样位置418之间的偏移。结果，通过向所建立的偏移加上90°相移而获得数据眼的时序中心90° +Average [Even (rise)，Even (fall)] 接下来，所获得的时序中心可以被用来对准用于在接收设备处对数据信号进行采样的时钟信号。在一些系统中，90°相移可能不会导致理想的采样位置并且更好的位置将与该位置稍有偏移。所提出的方法以不同于90°的任意相位偏移进行工作。已知的两个时序位置Even (rise)、Even (fall)还促进为偶数采样器确定Vraf偏移408，其是从传送器侧(例如，Vin偏移)和接收器侧所组合的偏移。一旦Vief偏移408已知，时序校准逻辑就能够试图对Vin偏移进行补偿以便减小或消除双峰分布误差。该补偿调整可以在传送器侧(例如，通过将数据模式向上或向下移位)或者接收器侧(例如，通过调节采样器的基准电压)来进行。注意，在图4A中，来自所确定的模糊中值416的90°相移在校准信号400中存在DCD失真时可能并不表示最佳的时序中心。图4B图示了对图4A所描述的技术有所改进的经修改的技术。更具体地，在遵循图4A的技术确定模糊中值416的位置之后，偶数采样器的采样位置可以从模糊中值416向相邻模糊带422内的分区(例如向模糊带422内的位置424)延迟I个单位间隔(UI)(被示为相移423)或180°。注意，如果校准信号400中并不存在D⑶效应，则位置424基本上为模糊带422的模糊中值426。然而，由于D⑶效应，位置424不同于模糊中值426。在一些实施例中，mi的延迟可以通过对偶数采样器的采样时钟进行延迟来实现。例如，当采样时钟连同校准信号400 —起从传送设备传送至接收设备时，该延迟可以在传送采样时钟之前在传送设备上进行或者在接收设备接收到采样时钟之后在接收设备上进行。可替换地，该延迟可以通过在传送校准信号400和采样时钟之前在传送设备处将校准信号400相对于米样时钟提前IUI来实现。在该延迟之后，对数据模式402和404重复图4A中所描述的校准处理以分别基于下降沿分布和上升沿分布获得模糊中值428和430，并且这些结果的平均值提供了模糊带422的模糊中值426的位置。如以上所提到的那样，校准的输出是模糊中值426和位置424之间的偏移。根据以上约定，模糊中值426可以被表示为Average [Even (rise, 1UI),Even (fall，IUI)]，其中该表达式中的“1UI”表示从模糊中值416的1Π相移。最后，通过取得针对模糊中值416和模糊中值426的所确定偏移量的平均值而获得模糊带412和422之间的数据眼432的时序中心，并且随后加上90°相移90。+Average{Average[Even(rise)，Even (fall)]，
Average[Even(rise, 1UI), Even (fall,1UI)]}.接下来，所获得的时序中心可以被用来对准用于在接收设备处对数据信号进行采样的时钟信号。当校准信号400由于DCD效应而失真时，每个信号周期变为长脉冲和短脉冲。结果，相邻数据眼432和434可以具有由D⑶效应所导致的不同眼开宽度。在一些实施例中，对两个相邻数据眼的较小眼开执行图4B中所描述的时序校准。这些实施例是基于较小眼开比较大眼开更可能导致采样误差的假设。图4B的示例性操作可以基于数据眼432小于数据眼434的假设。注意，在基于DDR的系统中，偶数和奇数数据采样器具有固定的mi相位差。因此，当两个数据采样器(偶数和奇数)具有基本上相同的偏移时，时序校准逻辑能够通 过使用偶数和奇数数据采样器执行图4B中的相同操作。例如，偶数数据采样器被用来定位模糊中值416，而奇数数据采样器则被用来定位模糊中值426。然而，由于偶数和奇数数据采样器通常共享共用时钟，所以用于找出两个模糊中值的校准需要单独执行。在一种情况下，进行四个校准运行运行#1涉及使用数据模式402和偶数数据采样器以找出模糊中值414 ;运行#2涉及使用数据模式404和偶数数据采样器以找出模糊中值420 ;运行#3涉及使用数据模式402和奇数数据采样器以找出模糊中值430 ;并且运行#4涉及使用数据模式404和奇数数据采样器以找出模糊中值428。注意，在该两采样器的实施例中，避免了图4B中的IUI相移。总而言之，结合图4B所描述的技术比结合图4A所描述的技术需要更多校准时间。然而，通过考虑到DCD效应，结合图4B所描述的技术也生成了比图4A中的技术更为准确的时序中心。图5图示了用于对具有单种数据模式的校准信号500执行模糊中值时序校准的技术。不同于校准信号400，校准信号500包括单个数据模式502。在一个实施例中，数据模式502是时钟信号。注意，虽然数据模式502被示为具有50/50的占空比并且在数据周期的两个半部之间近乎完全对称，但是以与图4A和图4B中数据模式402类似的方式，DCD效应会导致数据模式502中的失真。因此，本技术的实施例可以等同地应用于受到DCD效应影响的校准信号。在一个实施例中，在所提出的时序校准操作期间，仅一个数据采样器被用来对校准信号500进行采样。在基于DDR的系统中，该数据采样器可以是偶数采样器或奇数采样器。在实施例中，假设在图5的示例中使用偶数数据采样器，虽然当前描述在另外使用奇数数据采样器的情况下是可等同应用的。在图5的示例中，被用来对校准信号500进行采样的偶数采样器与基准电压Vref504相关联，基准电压V,ef 504具有距零偏移位置508的非零V,ef偏移506。虽然没有明确示出V,ef 506。作为偏移V,ef506的结果，基于模糊中值技术在模糊带4510中的采样将不会收敛到模糊带510中心的理想模糊中值。在一个实施例中，时序校准逻辑执行两个校准运行，一个用于下降沿分布以找出数据模式502中的第一中值，而另一个则用于上升沿分布以找出第二中值。更具体地，在第一时序校准运行期间，使用偶数采样器基于上升沿分布或下降沿分布确定数据模式502中的第一时序位置。更具体地，时序校准逻辑使用结合图2所描述的模糊中值技术来确定第一模糊中值。假设模糊带510内的位置514为偶数数据采样器的初始采样位置。如图5所示，模糊中值技术基于上升沿分布确定模糊带510内的模糊中值516。由于偏移506,模糊中值516不同于模糊带510的理想模糊中值。该第一时序位置被称作Even (rise)，其通常表示从位置514到模糊中值516的偏移。在确定了第一时序位置之后，偶数采样器的采样位置被从模糊中值516向相邻模糊带518内的位置(例如向位置520)延迟IUI或180°。IUI的延迟可以通过如以上所描述的延迟采样时钟或提前校准信号500来实现。在延迟之后，使用偶数数据采样器执行第二时序校准运行以确定数据模式502中的第二时序位置。更具体地，系统使用结合图2所描述的模糊中值技术基于下降沿分布来确定模糊带518内的第二模糊中值522。由于 偏移506，因此模糊中值522不同于模糊带518的理想模数中值。该第一时序位置被称作Even (falI)，其通常表示从位置520到模糊中值522的偏移。一旦已经在数据模式502中定位了模糊中值516和模糊中值522，就能够在两个模糊中值的中间定位模糊带510和模糊带518之间的数据眼524的时序中心。在一个实施例中，能够通过对两个模糊中值的平均值加上90°相移而获得数据眼524的时序中心90° +Average [Even (rise)，Even (fall)]接下来，所获得的时序中心可以被用来对准用于在接收设备处对数据信号进行采样的时钟信号。注意，在基于DDR的系统中，偶数和奇数数据采样器具有固定的mi相位差。因此，当两个数据采样器(偶数和奇数)具有基本上相同的偏移506时，时序校准逻辑能够通过使用偶数和奇数数据采样器执行图5中的相同操作。例如，偶数数据采样器被用来定位模糊中值516，而奇数数据采样器则被用来定位模糊中值522。然而，由于偶数和奇数数据采样器通常共享共用时钟，所以用于找出两个模糊中值的校准需要在两个过程中单独执行。该两采样器的变化形式将获得与单采样器方法相同的时序中心但是在图5中避免了IUI的相移。注意，对于结合图4A、图4B和图5所描述的所有技术而言，当偶数数据采样器和奇数数据采样器具有不同基准电压时，参考仅使用两个数据采样器之一来确定时序中心。所选择的数据采样器产生随后将被偶数和奇数采样器二者所使用的时序中心。然而，针对所选择数据采样器的基准电压进行了优化的时序中心可能不会利用未选择数据采样器的基准电压最优地进行工作。为了缓解该问题，可以单独使用每个数据采样器基于图4A、图4B或图5中所描述的方法来确定数据眼的相应时序中心(被称作tc (偶数)和tc (奇数))。由于不同的基准电压，tc (偶数)和tc (奇数)通常最终是彼此不同的。注意，这样的校准与其单采样器副本相比需要两倍的校准时间。就这一点而言，可以选取多种选项。在一个实施例中，校准逻辑简单利用两个时序中心AverageUc (偶数)，tc (奇数))作为两个采样器最终校准的时间中心。在另一个实施例中，时序校准逻辑取得tc (偶数)和tc (奇数)之间的最差情况下的时序中心作为两个采样器最终校准的时间中心。例如，该最差情况下的时序中心可以与比其它数据采样器确定了更小的数据眼开口的数据采样器相关联。在又另一个实施例中，数据校准逻辑将两个采样器所计算的模糊中值进行合并，并且随后基于所合并的信息确定新的时序中心。图6图示了用于基于由具有不同基准电压的两个数据采样器所计算的模糊中值来确定最差情况下的时序中心的技术。如图6所示，数据眼600与由两个采样器所计算的四个模糊中值相关联，其中每个数据采样器在数据眼600的每一侧上确定一个模糊中值。更具体地，模糊中值Xl和X2位于数据眼600的左侧，而模糊中值X3和X4则位于数据眼600的右侧。在没有指定使用哪个数据采样器来确定四个中值中的哪一个的情况下，一种技术简单地去最内侧的两个模糊中值X2和X3，并且计算两个数据采样器的时序中心602。注意，X2和X3可能由多于一个的数据采样器所获得。结果，该技术试图为两个采样器选择最佳的时序中心。本公开的实施例提供了多种有所改进的模糊中值技术。该技术相比常规的模糊中值技术明显提高了时序中心校准的准确度。这些改进来自于缓解了双峰分布误差和D⑶所引入的误差而无需单独修复两种类型的误差。此外，在缓解双峰分布误差时，本技术同时修复了来自传送器侧和接收器侧的基准电压偏移所导致的双峰分布误差。这些技术还确定了传送器和接收器二者的合并(即，系统层面)基准电压偏移，这促进了同故宫对来自通信通道任一侧的偏移进行补偿而消除该偏移。此外，这些技术可以被应用于使用子速率所生成 的数据模式。例如，当数据通道并不非常稳定时，可能希望在使用相同时钟信号的同时使用较低的数据速率。虽然之前所描述的技术的一些实施例涉及执行相位平均操作，但是这些操作仅应用于具有非常小的相位差异的位置并且因此并没有引入任何明显的INL误差。经改进的模糊中值技术仍然比常规的眼开技术更快但是能够实现甚至比常规眼开技术更好的BER。以上所描述的技术和装置可以在采用不同类型的存储器设备以及对这些存储器设备的操作进行控制的存储器控制器的不同系统中使用。这些系统的示例包括移动系统、桌面系统、服务器和/或图形应用，但是并不局限于此。存储器设备可以包括动态随机访问存储器(DRAM)。此外，DRAM可以是例如图形双倍数据速率(⑶DR、⑶DR2、⑶DR3、⑶DR4、GDDR5和未来数代)和双倍数据速率(DDR2、DDR3和未来的存储器类型)。所描述的技术核装置可应用于其它类型的存储器或集成电路设备，例如片上系统(SoC)实施方式、闪存和其它类型的非易失性存储器和静态随机访问存储器(SRAM)。以下参考图7对可以使用以上所描述的装置和技术的存储器系统的其它实施例进行描述。图7给出了图示存储器系统700的实施例的框图，其包括至少一个存储器控制器710以及至少一个存储器设备712。虽然图7图示了具有一个存储器控制器710和三个存储器设备712的存储器系统700，但是其它实施例可以具有附加的存储器控制器以及更少或更多的存储器设备712。注意，例如在堆栈配置中，单个芯片封装中可以包括一个或多个集成电路。在一些实施方式中，存储器控制器710是本地存储器控制器(诸如DRAM存储器控制器)和/或系统存储器控制器(其可以以微处理器、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)或现场可编程门阵列(FPGA)来实现)。存储器控制器710可以包括I/O接口 718-1和控制逻辑720-1。在一些实施例中，一个或多个存储器设备712包括控制逻辑720以及至少一个接口 718。然而，在一些实施例中，一些存储区设备712并不具有控制逻辑720。此外，存储器控制器710和/或一个或多个存储器设备712可以包括多于一个的接口 718，并且这些接口可以共享一个或多个控制逻辑720的电路。在一些实施例中，诸如存储器设备712-1和712-2的两个或更多存储器设备712可以被配置为存储器层级716。如结合图4A、图4B、图5和图6所讨论的那样，控制逻辑720_1、控制逻辑720_2、控制逻辑720-3和控制逻辑720-4中的一个或多个可以被用来控制本技术的各种时序校准以定位准确的时序中心。存储器控制器710还可以生成要传送至一个或多个存储器设备712的各种时序校准信号。存储器控制器710和存储器设备712在通道722中通过诸如多线路的一个或多个链路714相耦合。虽然存储器系统700被图示为具有三个链路714，但是其它实施例可以具有更少或更多的链路714。此外，这些链路可以提供有线、无线和/或光通信。此外，链路714可以被用于存储器控制器710以及一个或多个存储器设备712之间的双向和/或单向通信。例如，存储器控制器710和给定存储器设备之间的双向通信可以是同步的(全双工 通信)。可替换地，存储器控制器710可以向给定存储器设备传送命令，并且该给定存储器设备随后可以向存储器控制器710提供所请求的数据，例如一个或多个链路714上的通信方向是可以交替的(半双工通信)。而且，一个或多个链路714以及相对应的传送电路和/或接收电路例如可以由控制逻辑720电路之一动态配置为用于双向和/或单向通信。对应于数据和/或命令的信号(例如，针对数据命令的请求)可以使用一个或多个时序信号中的任一边沿或两个边沿在一个或多个链路714上进行传输。这些时序信号可以基于一个或多个时钟信号所生成，其可以片上生成(例如，使用锁相环以及频率基准所提供的一个或多个基准信号)和/或片下生成。在一些实施例中，使用单独的命令链路，即使用传输命令的链路714的子集，将命令从存储器控制器710传输至一个或多个存储器设备712。然而，在一些实施例中，使用通道722的相同部分(例如，相同链路714)将命令作为数据进行传输。这里所描述的设备和电路可以使用本领域可用的计算机辅助设计工具来实施，并且由包含这样的电路的软件描述的计算机可读文件来体现。这些软件描述可以是行为的、寄存器转送、逻辑组件、晶体管和布局的几何层面描述。此外，软件描述可以存储在存储介质上或者通过载波进行传输。可以实现这样的描述的数据格式可以包括支持如C的行为语言的格式，支持如Verilog和VHDL的寄存器转送级(RTL)语言的格式，支持几何描述语言(诸如，⑶SII、⑶SIII、⑶SIV、CIF和MEBES)的格式，以及其它适当格式和语言，但是并不局限于此。此外，这样的文件机器可读媒体上的数据传输可以通过互联网上的各种媒体电子地进行，诸如经由电子邮件。注意，物理文件可以实现在机器可读媒体上，诸如4mm磁带、8mm磁带、3-1/2英寸软盘媒体、⑶、DVD等。已经仅出于说明和描述的目的给出了本发明实施例的以上描述。它们并非意在是穷举的或者将本发明限制为所公开的形式。因此，许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。此外，以上公开并非意在对本发明进行限制。本发明的范围由所附权利要求所限定。
权利要求
1.一种集成电路设备的操作方法，所述方法包括 从第一集成电路设备传送关于时序基准具有不同延迟的上升沿转变的第一校准模式； 从所述第一集成电路设备传送关于所述时序基准具有不同延迟的下降沿转变的第二校准模式；并且 生成用于从所述第一集成电路设备传送数据的时序偏移，其中所述时序偏移从接收于对所述第一校准模式和所述第二校准模式进行采样的第二集成电路设备的信息所得出。
2.根据权利要求I的方法,其中生成所述时序偏移包括 至少基于所采样的不同延迟的上升沿转变确定关于所述时序基准的第一时序位置； 至少基于所采样的不同延迟的下降沿转变确定关于所述时序基准的第二时序位置； 通过对所述第一时序位置和所述第二时序位置取平均值来计算第三时序位置；并且 通过向所述第三时序位置增加预先确定的相移来生成所述时序偏移。
3.根据权利要求2的方法， 其中确定所述第一时序位置包括在不同延迟的上升沿转变内定位第一中值位置；并且 其中确定所述第二时序位置包括在不同延迟的下降沿转变内定位第二中值位置。
4.根据权利要求2的方法，其中所述预先确定的相移基本上为90°相移。
5.根据权利要求I的方法，其中所述方法进一步包括 将通过所述时序偏移所延迟的数据从所述第一集成电路设备传送至所述第二集成电路设备；并且 利用时钟信号对在所述第二集成电路设备所接收的数据进行采样，其中所述时钟信号中的时钟转变与所述数据中的数据比特的中心基本上对准。
6.根据权利要求I的方法，其中所述第二校准模式是所述第一校准模式的相位反转版本。
7.根据权利要求I的方法，其中所述第一校准模式和所述第二校准模式是相同的校准模式。
8.根据权利要求I的方法，其中所述第一集成电路设备是存储器控制器设备而所述第二集成电路设备是存储器设备。
9.一种集成电路设备，包括 接口，其用来传送第一校准模式和第二校准模式，所述第一校准模式关于时序基准具有不同延迟的上升沿转变并且所述第二校准模式关于所述时序基准具有不同延迟的下降沿转变；以及 电路，其用来生成用于向第二集成电路设备传送数据的时序偏移，其中所述时序偏移从接收于对所述第一校准模式和所述第二校准模式进行采样的第二集成电路设备的信息所得出。
10.根据权利要求9的集成电路设备，其中所述信息包括不同延迟的上升沿转变的上升沿样本以及不同延迟的下降沿转变的下降沿样本，所述集成电路设备进一步包括 第一电路，其用来至少基于所述上升沿样本确定关于所述时序基准的第一时序位置，并且至少基于所述下降沿样本确定关于所述时序基准的第二时序位置； 所述第一电路通过对所述第一时序位置和所述第二时序位置取平均值来计算第三时序位置；并且 所述第一电路通过向所述第三时序位置增加预先确定的相移来生成所述时序偏移。
11.根据权利要求10的集成电路设备，其中所述第一电路进一步通过在不同延迟的上升沿转变内定位第一中值位置来确定所述第一时序位置；并且通过在不同延迟的下降沿转变内定位第二中值位置来确定所述第二时序位置。
12.根据权利要求10的集成电路设备，其中所述预先确定的相移基本上为90°相移。
13.根据权利要求9的集成电路设备， 其中所述接口向所述第二集成电路设备传送通过所述时序偏移所延迟的数据；并且其中所述第二集成电路设备使用时钟信号对通过所述时序偏移所延迟的所接收的数据进行采样，从而使得所述数据的时序偏移使得所述数据延迟为与所述时钟信号中的边沿转变基本上中心对准。
14.根据权利要求9的集成电路设备，其中所述第二校准模式是所述第一校准模式的相位反转版本。
15.根据权利要求9的集成电路设备，其中所述第一校准模式和所述第二校准模式是相同的校准模式。
16.根据权利要求9的集成电路设备，其中所述集成电路设备是存储器控制器设备而所述第二集成电路设备是存储器设备。
17.一种集成电路设备的操作方法，所述方法包括 响应于时序基准不同延迟的版本对具有上升沿转变的第一校准模式进行采样； 响应于时序基准不同延迟的版本对具有下降沿转变的第二校准模式进行采样；并且生成用于对数据进行采样的时序偏移，其中所述时序偏移至少基于从对所述第一校准模式和所述第二校准模式进行采样所得出的信息而获得。
18.根据权利要求17的方法，其中生成所述时序偏移包括 至少基于所述信息确定所述第一校准模式的上升沿转变内的第一时序位置； 至少基于所述信息确定所述第二校准模式的下降沿转变内的第二时序位置； 通过对所述第一时序位置和所述第二时序位置取平均值来计算第三时序位置；并且 通过向所述第三时序位置增加预先确定的相移来生成所述时序偏移。
19.根据权利要求18的方法， 其中确定所述第一时序位置包括在不同延迟的上升沿转变内定位第一中值位置；并且 其中确定所述第二时序位置包括在不同延迟的下降沿转变内定位第二中值位置。
20.根据权利要求18的方法，其中所述预先确定的相移基本上为90°相移。
21.根据权利要求17的方法，其中所述方法进一步包括使用从时序基准和所述时序偏移所得出的时钟信号对所述数据进行采样，从而所述时序偏移将所述时钟信号中的转变与所述数据中的数据比特的中心基本上对准。
22.根据权利要求17的方法，其中所述第二校准模式是所述第一校准模式的相位反转版本。
23.根据权利要求17的方法，其中所述第一校准模式和所述第二校准模式是相同的校准模式。
24.根据权利要求17的方法，其中所述集成电路设备是存储器控制器设备。
25.—种集成电路设备,包括 接口，其用于 响应于时序基准不同延迟的版本对第一校准模式进行采样；以及响应于时序基准不同延迟的版本对第二校准模式进行采样；以及电路，其用于生成用于对数据进行采样的时序偏移，其中所述时序偏移至少基于从对所述第一校准模式和所述第二校准模式进行采样所得出的信息而获得。
26.根据权利要求25的集成电路设备，其中所述电路 至少基于所述信息确定所述第一校准模式的上升沿转变内的第一时序位置； 至少基于所述信息确定所述第二校准模式的下降沿转变内的第二时序位置； 通过对所述第一时序位置和所述第二时序位置取平均值来计算第三时序位置；并且 通过向所述第三时序位置增加预先确定的相移来生成所述时序偏移。
27.根据权利要求26的集成电路设备，其中所述电路通过在上升沿转变内定位第一中值位置来确定所述第一时序位置，并且通过在下降沿转变内定位第二中值位置来确定所述第二时序位置。
28.根据权利要求26的集成电路设备，其中所述预先确定的相移基本上为90°相移。
29.根据权利要求25的集成电路设备，其中所述第二校准模式是所述第一校准模式的相位反转版本。
30.根据权利要求25的集成电路设备，其中所述第一校准模式和所述第二校准模式是相同的校准模式。
31.根据权利要求25的集成电路设备，其中所述集成电路设备是存储器控制器设备。
全文摘要
描述了用于为集成电路(IC)执行时序校准的技术。在操作期间，第一集成电路设备传送第一校准模式，其具有关于时序基准不同延迟的上升沿转变。第一集成电路设备还传送第二校准模式，其具有关于时序基准不同延迟的下降沿转变。随后，第一集成电路生产时序偏移以便从第一集成电路设备传送数据。该时序偏移从接收于对第一校准模式和第二校准模式进行采样的第二集成电路设备的信息所得出。
文档编号H04L7/00GK102834867SQ201180017206
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月21日 优先权日2010年6月8日
发明者K·S·吴, Y·U·弗朗斯, A·班索, B·S·莱伯维茨 申请人:拉姆伯斯公司